Obsah
TOC \o "1-4" Směrovací protokoly PAGEREF _Toc499996242 \h 1
Úvod PAGEREF _Toc499996243 \h 1
Vnitřní směrovací protokoly PAGEREF _Toc499996244 \h 1
RIP PAGEREF _Toc499996245 \h 1
OSPF PAGEREF _Toc499996246 \h 2
IGP PAGEREF _Toc499996247 \h 3
Vnější směrovací protokoly PAGEREF _Toc499996248 \h 3
BGP - Border Gateway Protokol PAGEREF _Toc499996249 \h 3
EGP PAGEREF _Toc499996250 \h 4
GGP PAGEREF _Toc499996251 \h 4
Směrovací démon gated PAGEREF _Toc499996252 \h 4
Modely směrování PAGEREF _Toc499996253 \h 5
Směrování v Internetu se řeší na dvou úrovních. Nejdříve uvnitř autonomního systému - vnitřní směrovací protokoly a pak mimo něj - vnější směrovací protokoly. Autonomním systémem je takový soubor sítí a routerů, v němž je implementován konzistentní mechanismus pro shromažďování směrovacích informací. Autonomní systémy musí být celosvětově registrovány.
RIP - Routing Information Protokol je vhodný pro jednodušší síťové topologie. Pro výměnu směrovacích informací používá protokol UDP. Pro stanovení nejkratších cest používá Fordův-Fulknerův algoritmus.
Počítače, které se zúčastňují výměny směrovacích informací se dělí na
pasivní, které jen přijímají informace a
aktivní, které jsou též i zdroji informací.
Routery v aktivním režimu pravidelně v 30s intervalech nabízí pomocí hromadné adresy všem připojeným sítím své informace
IP adresy sítí
IP adresy podsítí a
metriky - tj. počet kroků, který musí datagram urazit, aby se dostal k požadované síti. Metrika zahrnuje i rozdíly v rychlosti. (Nastavení příkazem ifconfig).
Pro směrování slouží démon routed (raut-dý), který vysílá žádosti o směrovací informace. Pokud dostane odpověď, upraví metriky a zapíše ty položky, které v tabulce nejsou a nebo přepíše ty, které měly větší metriku. U těchto položek zapíše do pole pro následující uzel router, od kterého dostal informace. Takto získané informace mají obvykle platnost jen 180s. Nepřejímají se ty položky, které mají metriku větší než 15 - ty jsou považovány za nekonečno. Aby se zabránilo smyčkám, nevysílají se zpět položky získané od daného routeru, nebo se vysílají s metrikou 16.
Pro směrováni je používána skupinová adresa odpovídající třídě D 224.0.0.9. Každá podsíť může mít uvedenu svou masku.
OSPF - Open Shortest Path First je vnitřní protokol určený pro složitější sítě. Tento protokol stejně jako RIP používá ke směrování nejkratší cestu. Ohodnocení linek dělá přesněji než RIP a to na základě propustnosti. (RIP pouze hrubým odhadem). Výpočet propustnosti se počítá podle vztahu
c = pmax /p,
kde p je skutečná propustnost linky a
pmax maximální propustnost v uvedeném autonomním systému.
OSPF generuje pouze informace o stavu síťových spojů, které jsou k routeru připojeny. Na rozdíl od RIP, kdy si databázi vytváří každá stanice, u OSPF se tato databáze vytváří jen na routerech, a tedy router zná topologii svého vnějšího okolí popřípadě celého autonomního systému.
Interní směrovací informace. Sítě a routery autonomních oblastí mohou být rozděleny do oblastí OSPF. Tyto oblasti se obdobně jako IP adresy označují tečkovou notací čtveřice čísel. Všechny tyto oblasti spojuje páteřní oblast, která má číslo 0.0.0.0. Ostatní oblasti jsou k této páteřní oblasti propojeni alespoň jedním routerem a nebo virtuálním spojením.
V konfiguračním souboru /etc/gated/.conf jsou čísla oblastí uvozeny slovem area. V rámci složeného příkazu area jsou uvozovány slovem (příkazem) networks sítě, které do oblasti patří a příkazem interface jsou uvedeny rozhraní (IP adresy rozhraní) dané oblasti.
Všechny routery autonomního systému, pokud není dělen na oblasti, pracují s identickou topologií oblasti. Přesto každý router zpracovává vnitřní cesty do "stromu nejkratších cest" v němž je sám rootem, Tento strom se počítá Dijkstrovým algoritmem. při dělení na oblasti má každý router úplné informace o své oblasti a rámcové o ostatních oblastech, zejména o páteřní oblasti.
Externí směrovací informace. OSPF může využívat i informace jiných směrovacích protokolů, jako např. RIP,BGP. Tyto informace se šíří oblastí a je jim přidělována metrika dvojím způsobem
· externí metrika I , která je rovnocenná interní metrice. Pro směrování se vyhodnocují obě metriky
· externí metrika II - zde se předpokládá, že externí metrika má podstatný podíl na celkové cestě. Pak je datagram směrován na router s nejmenší externí metrikou bez ohledu na velikost vnitřní metriky, tj. vnitřní metrika se zanedbává. Pokud se vyskytuje současně s metrikou I, pak se dává přednost metrice I.
Externí cíle jsou u stromu nejkratších cest označeny jako listy.
Klasifikace routerů.
· vnitřní routery - routery uvnitř jedné oblasti
· mezioblastní routery - obsahují tabulky pro všechny připojené oblasti tj i pro páteřní oblast.
· páteřní routery - mají alespoň jedno rozhraní připojené k páteři
· hraniční routery . vyměňují informace s jinými autonomními oblastmi.
Slepé oblasti umožňují zredukovat všechny informace o externích cestách na jednu implicitní cestu. Z této oblasti se pak přes páteř směrují všechny externí datagramy na hraniční router.
Hlavní rozdíly mezi RIP a OSPF
funkce | OSPF | RIP |
rozsáhlost sítí | velké | malé nebo s triviální strukturou |
tok směrovacích informací | malý | velký |
zátěž routerů | velká | malá |
reakce na změnu topologie | rychlá | pomalá |
reakce na výpadek článku | rychlá | pomalá |
počet směrovacích cest mezi dvěma body | více | jedna |
volba cesty podle služby | ano | ne |
podpora efektivního využití externích směrovacích cest | ano | ne |
možnost zavedení vnitřních oblastí | dvoustupňová hierarchie oblast-páteř-oblast | ne |
Interior Gatewazy Protokol je zastaralý protokol, který byl nahrazen OSPF.
Nejvýznamnější vnější směrovací protokol.
K zabezpečení metriky vnějších směrovacích cest udržuje protokol BGP pro každou cestu úplnou posloupnost autonomních systémů, přes které cesta vede. Proto lze odhalit i smyčky a není nebezpečí nárustu metriky nad všechny meze jako je u RIP. Struktura posloupnosti autonomních systémů může mít podobu obecného grafu.
Z pohledu BGP dělíme autonomní systémy na
· slepé - mají napojení jen na jediný autonomní systém
· vícenásobně napojené - jsou napojeny na více autonomních systémů, ale nepřenášejí tranzitní provoz
· tranzitní - mají více napojení a přenáší lokální i tranzitní provoz
Výměna informací se provádí jen mezi sousedními routery (připojenými na stejnou fyzickou síť) a to jsak externími, tak i uvnitř autonomní oblasti. Výměna BGP probíhá uvnitř autonomního systému paralelně s OSPF nebo RIP. Při výměně s externím sousedem uspořádává BGD strom tak, že posílající router je v kořenu stromu. Při interní výměně ponechává cesty beze změny.
BGP vybírá z více možností to cestu, kterou považuje za optimální. Do výběru zahrnuje
· počet tranzitních autonomních systémů
· rozlehlost jednotlivých tranzitních systémů
· kapacitu linek
· výběr cesty přes (nebo mimo) určitý tranzitní autonomní systém
Spolupráce s interními protokoly spočívá v
· přidělování tagů pro (některé) interní protokoly. Tyto tagy umožňují okamžitě informovat sousední routery o nedostupnosti cíle a
· získávání informací o dostupnosti jiného cíle od vniřních protokolů až tehdy, když je ustanovena úplná cesta přes autonomní oblast.
Exterior gateway protokol zajišťuje dostupnost autonomních systémů
Gateway to Gateway protokol zajišťuje komunikaci bran
Pro rozsáhlé sítě nebo zatížené uzly se používají speciální a drahé firemní routery. Při vykonávání funkce routeru se ale používají i ekonomické unixové stanice s vhodným směrovacím démonem.
Univerzálním démonem je gated ("geit-dý"), který podporuje jak RIP, OSPF BGP tak i řadu méně používaných protokolů.
Při instalaci routeru na Linuxové jádro je nutné mít toto jádro pro tuto činnost zkompilované a zapnuté směrovací funkce IP:forwarding/gatewaying. Pokud bude počítač sloužit jen jako router je vhodné nastavit optimalizační volbu IP:optimaze as router not host. Dále musí podporovat skupinové adresování.
Konfigurační soubor /etc/gated/conf musí obsahovat protokoly, které má gated podporovat, např: rip yes { ........}
Pro RIP protokol lze navíc uvést Ipa dresu interface, a zda má vysílat nebo přijímat informace protokolu RIP.(nevysílat - noripout, ...) Dále se uvádí převo dinformací z OSPF do RIP a naopak a přidělení jejich metrik.
Démon gated lze volat s těmito parametry
gated [voby] [soubor]
kde soubor je jméno souboru pro ukládání diagnostických dat a
volby mahou např. nabývat
-C syntaktická kontrola konfiguračního souboru
-f soubor je jméno konfig souboru nahrazující default /etc/gated.conf
-n nebude měnit směrovací tabulku v jádře OS
Zastaralý model Internetu (částečně ještě dnes používaný je hierarchický. Tento model příliš zatěžoval jádro Internetu
Nový model směrování předpokládá určitou rovnoprávnost jednotlivých systémů bez nadřazenosti. Směrovací domény jsou propojeny více routery a tyto routery sdílejí směrovací informace. Používají se protokoly BGP a EGP.